変調方式とは?ゆるーくわかりやすく解説


はるか
変調方式、知ってる?

ふゅか
うん!データを送るときの仕組みでしょ?ラジオとかWi-Fiで使うんだよね!

はるか
そう。信号を加工して情報を運ぶ技術。具体的には振幅や周波数を変える。
目次
1. 変調方式とは?
「変調方式」という言葉は、データを効果的に送受信するための重要な仕組みを指します。
1.1. 変調
変調とは、送りたいデータ(例えば、音声や画像データ)を、電波や光といった「キャリア」と呼ばれる搬送波に乗せる技術です。キャリアそのものは単なる規則的な波形ですが、波を加工することでデータの伝送が可能になります。
例えば:
- ラジオ放送では、音声データを電波に乗せて広範囲に送信します。
- 携帯電話では、音声やインターネットデータが電波を介して送られます。
2. 主な変調方式
変調方式は大きく以下の3つに分類されます。それぞれの特徴を簡単に見ていきましょう。
2.1. 振幅変調 (Amplitude Modulation, AM)
振幅変調では、搬送波の「振幅(波の高さ)」を変化させます。
- 特徴: 構造が簡単で、長距離通信に向いています。
- 例: AMラジオ放送。
- 短所: ノイズに弱く、音質が劣化しやすい。
2.2. 周波数変調 (Frequency Modulation, FM)
周波数変調では、搬送波の「周波数(波の密度)」を変化させます。
- 特徴: ノイズに強く、音質が良い。
- 例: FMラジオ放送。
- 短所: AMに比べて通信距離が短くなりがち。
2.3. 位相変調 (Phase Modulation, PM)
位相変調では、搬送波の「位相(波の位置)」を変化させます。
- 特徴: デジタル通信において特に重要な技術です。
- 例: Wi-Fiや携帯電話の通信。
3. デジタル通信での変調方式
デジタル通信では、情報は「0」と「1」のビット列として扱われます。これを搬送波に変調することで、効率的にデータを送信できます。

はるか
デジタル通信では、信号を0と1で表現。

ふゅか
デジタル通信での変調方式では、ASKは振幅で、FSKは周波数で、PSKは位相で表すんだよね!
3.1. ASK (Amplitude Shift Keying)
- デジタル版の振幅変調です。
- 振幅を「0」と「1」に対応させてデータを送ります。
3.2. FSK (Frequency Shift Keying)
- デジタル版の周波数変調。
- 周波数を切り替えることで情報を伝達します。
3.3. PSK (Phase Shift Keying)
- デジタル版の位相変調。
- 位相を段階的に変えることで多くの情報を効率よく送信します。
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